يقترح هذا الرسم البياني كيف يمكن أن يكون جسم حزام كويبر 2014 MU69 الملقب بـ Ultima Thule.
(الصورة: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
تساعد النظرة المقربة للحفريات البعيدة جدًا في الإجابة عن الأسئلة المتعلقة بتكوين الكواكب في جميع أنحاء الكون.
طعن مسبار نيو هورايزونز التابع لناسا على جسم النظام الشمسي الخارجي في وقت مبكر من صباح العام الجديد ، مما جعل أول تحليق لهذا الجسم البدائي. نظرًا لأن 2014 MU69 ظلت على حالها تقريبًا منذ ولادة النظام الشمسي قبل 4.5 مليار سنة ، يمكنها الكشف عن تفاصيل جديدة حول تلك الحقبة. تساعد الصور المحيرة الأولى بالفعل على إثبات نماذج النظام الشمسي المبكر.
الهدف الأول لنيو هورايزونز ، بلوتو ، بمثابة حارس بوابة لحزام كويبر ، حزام الصخور الجليدية الذي يحيط بالنظام الشمسي. يقع MU69 داخل المنطقة الأكثر كثافة سكانية في الحزام ، من بين الأشياء الكلاسيكية الباردة الأخرى التي لم يتم إزعاجها منذ ولادتها منذ مليارات السنين. [Flyby من Ultima Thule لـ New Horizons: تغطية كاملة]
قال آلان ستيرن ، الباحث الرئيسي في نيو هورايزونز وعالم الكواكب في معهد ساوثويست للأبحاث في ولاية كولورادو لموقع Space.com: "اخترنا كائنًا كلاسيكيًا باردًا لمنطقة محددة جدًا ، لأن هذا هو المكان الذي كانت تتجه إليه الأدلة". قال ستيرن إن مهمة مثل نيو هورايزونز هي الطريقة الأكثر مباشرة للحصول على معلومات حول فجر النظام الشمسي.
تسليم آفاق جديدة. تكشف أحدث الصور التي تم نشرها أمس (2 يناير) عن جسم على شكل ثلج به فصين ، أحدهما أكبر بثلاث مرات من حجم الآخر. خلال مؤتمر صحفي ، قال علماء البعثة إن الطريقة الوحيدة لتكوين مثل هذا الشيء هي من خلال التقارب بسرعات بطيئة جدًا - أقل من ميل أو كيلومتر في الساعة.
وقال جيف مور ، المحقق المساعد في نيو هورايزونز من مركز أبحاث أميس في كاليفورنيا ، للحشد: "إذا اصطدمت بسيارة أخرى بهذه السرعة ، فقد لا تكلف نفسك عناء ملء نماذج التأمين".
تساعد سرعات التكوين البطيئة هذه في التحقق من صحة نموذج مقترح حديثًا لتكوين النظام الشمسي يعرف باسم تراكم الحصى. في ظل هذا النموذج ، يتجمع الغاز والغبار المتبقي من تكوين الشمس ببطء كأجسام صغيرة ، تسحبها الجاذبية.
وقال ستيرن لموقع Space.com: "إنه أمر مُرضٍ للغاية أن يتم تأكيد ذلك من خلال البيانات".
"الفيزياء الكبيرة"
محاولة فهم كيف تشكل الكواكب يشكل تحديا. لا يمكننا إرجاع العملية في نظامنا الشمسي ، لذا ينظر العلماء إلى الكويكبات وأجسام حزام كويبر (KBOs) التي تُركت بعد تشكيل الكواكب. ربما بدأت مثل هذه الأجسام على شكل قطع من الغاز والغبار تم تجميعها معًا بواسطة الجاذبية ، في كتل صغيرة يشار إليها بالحصى. على عكس الحصى في الممر الخاص بك ، ومع ذلك ، يمكن أن تكون حصى النظام الشمسي كبيرة مثل الصخور العملاقة. الفكرة هي أنها أصغر من أجنة الكواكب المعروفة باسم كوكب الأرض.
يمكن أن يساعد النظر إلى أنظمة الكواكب الأخرى العلماء على فهم هذه الفترة في تاريخ النظام الشمسي بعضًا ، ولكن ليس كثيرًا. سحابة الغاز والغبار التي تولد عوالم جديدة تخفيها أيضًا ، وتخفيها في كفن من المواد.
لذا يعتمد الباحثون في الغالب على النماذج وبرامج الكمبيوتر التي تعمل على محاكاة عملية تكوين الكوكب. من خلال النظر في نتائج الأنظمة الكوكبية ، يمكن للباحثين الحصول على فكرة عن الحدود الكامنة وراء تكوينها.
في عام 2012 ، اقترح زوج من الباحثين من السويد نموذج تراكم الحصى ، على عكس النظريات المعاصرة التي تشير إلى تجمع الغاز والغبار معًا لإنشاء أجسام بحجم كيلومتر. كان النموذج غير كامل ، وفي عام 2015 ، اقترح المنظر هارولد ليفيسون من SwRI بعض التحسينات. وصفت النظرية كيف أنه مع نمو الأجسام من الحصى التي يبلغ حجمها السنتيمتر ، فإن مجالات الجاذبية ستدفع وتسحب بعضها البعض. كان من الممكن أن تطلق هذه الأضلاع بعض الأجنة من الغاز والغبار ، وتفصلها عن المواد التي تحتاجها للنمو بشكل أكبر ، في حين أن تلك التي بقيت في القرص تتجمع على الحصى لتنمو إلى كواكب.
قال ليفيسون إن أحدث صور MU69 ، التي أطلق عليها الفريق لقب Ultima Thule ، يبدو أنها تثبت نظرية تراكم الحصى. اصطدم الجسمان الصغيران على KBO بسرعات بطيئة تشير إلى فترة تراكم هادئة نسبيًا ، عندما تتراكم قطع من المواد على بعضها البعض ، بدلاً من ولادة سريعة وخطيرة. ليفيسون ، وهو ليس عضوًا في فريق نيو هورايزونز ، هو المحقق الرئيسي لمهمة قادمة إلى أحد الكويكبات حول المشتري.
وقالت كاثي أولكين ، نائبة أستاذ مشروع New Horizons في SwRI لموقع Space.com: "الخبر الكبير هو قصة التراكم". هذه الصورة لكيفية تشكل أجسام النظام الشمسي مدعومة بحقيقة أن فصين متميزين للكائن مرتبطان برقبة ضيقة بدلاً من واحدة سميكة وغير عملية.
قد يساعد تراكم بيبل أيضًا في تفسير سبب عدم وجود MU69 للأقمار الصناعية ، على الرغم من حقيقة أن الفريق توقع العثور على صخور أو أقمار كبيرة في المدار في السنوات والأشهر التي سبقت الطيران.
قال ستيرن "إنه لأمر مدهش حقا أننا لا نرى أي شيء في المدار".
وفقًا لـ Levison ، إذا تم تشكيل شكل MU69 ثنائي الأبعاد من خلال تراكم الحصى ، فإن العملية ستخرج بقايا أصغر لم تتراكم على KBO بسرعة إلى حد ما ، دون ترك أي أقمار صناعية لـ New Horizons لتكتشفها.
بالطبع ، لا يزال من الممكن أن تكشف الصور الأحدث والأكثر دقة والتي سيتم إرسالها إلى الأرض في الأيام القادمة مثل هذه الأقمار الصناعية.
ومع ذلك ، يبدو أن النتائج الأولية تجعل من MU69 مسدسًا للتراكم على الحصى ، مما يوفر تطابقًا مرئيًا مع ما كان الأسبوع الماضي مجرد نظرية. هذا الاكتشاف وحده له آثار علمية مهمة ، وبقية المعلومات التي ستكشفها New Horizons خلال العامين المقبلين ستلقي بالتأكيد المزيد من الضوء على العملية.
قال ستيرن بابتسامة كبيرة ، مشيراً إلى نظرية الجسيمات الأساسية وكيفية تفاعلها: "هذه فيزياء كبيرة ، [كما لو كانت] كاشف جسيمات وقد وجدنا الآن النموذج القياسي".
وقال "أعتقد أنه يجب ترشيحنا لمهمة لجائزة نوبل".
